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攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 1 緒論 機(jī)械制造加工工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及全部專業(yè)課之后進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，進(jìn)而使對(duì)機(jī)械有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，為以后的工作打下基礎(chǔ)。它是主要是對(duì)零件的加工工藝和對(duì)零件的某幾個(gè)工序加工進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，從零件的工藝來說，它主要是分析零件在進(jìn)行加工時(shí)應(yīng)注意什么問題，采用什么方法和工藝路線加工才能更好的保證精度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。就專用夾具而言，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)率、精度、降低成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。在本設(shè)計(jì)中，就針對(duì)撥叉A的加工工藝進(jìn)行分析，制定和比較加工工藝路線，選擇較好的加工工藝路線進(jìn)行加工。并對(duì)撥叉叉口兩側(cè)面、孔和槽進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，在這過程中，制定多套夾具方案分別對(duì)各夾具的定位誤差和精度進(jìn)行分析計(jì)算，選擇其一進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)，以完成本次設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力，這也是在進(jìn)行畢業(yè)之前對(duì)所學(xué)課程進(jìn)行的最后一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。 就個(gè)人而言，希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。 55 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 零件的分析 2 零件的分析 2.1 零件的作用 車床的撥叉位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而上方的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。 2.2 撥叉A的工藝分析 撥叉A是機(jī)車變速箱中一個(gè)重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和側(cè)面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對(duì)精度有一定的要求。撥叉的底面、大頭孔上兩側(cè)面和大小頭孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其大頭孔與側(cè)面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽兩側(cè)面有平行度公差和對(duì)稱度公差要求等。因?yàn)榱慵某叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工必須保證精度要求。 2.3 撥叉A的工藝 零件要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)者的要求。 從設(shè)計(jì)撥叉A的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足孔和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 2.3.1 加工要求 在選擇各表面、孔及槽的加工方法時(shí)，要考慮加工表面的精度和表面粗糙度要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工；要根據(jù)生產(chǎn)類型選擇設(shè)備，在大批量生產(chǎn)中可采用高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工；要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等；要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平；此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 該零件所需的加工部位為：撥叉小頭孔端面、大頭孔上兩側(cè)面；大小頭孔以及小頭孔端的槽。 2.3.2 平面的加工 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1-12可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑——精銑（），粗糙度為，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 2.3.3 大頭孔的加工 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1-11確定，孔的表面粗糙度要求為3.2，則選擇孔的加工順序?yàn)椋捍?、精鏜。 2.3.4 小頭孔的加工 的孔選擇的加工方法是鉆，但其表面粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。 圖1.1 撥叉A零件圖 2.4 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)撥叉A的分析，主要從撥叉的作用、工藝和加工要求等方面進(jìn)行了分析，對(duì)各個(gè)所須加工的表面進(jìn)行了粗略的分析，并進(jìn)行加工方法的確定。 經(jīng)過查閱大量的參考資料，和上面的分析使對(duì)撥叉A有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，為后面的設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到車床在加工中的變速雖然不像其它機(jī)器那么頻繁。但是，零件在工作過程中，也經(jīng)常要承受變載荷及沖擊性載荷，且它的外型復(fù)雜，不易加工。因此，應(yīng)該選用鑄件以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證精度，由于零件的年生產(chǎn)量為5000件已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用金屬型鑄造，這樣可以提高生產(chǎn)率，保證精度。 3.2 加工工藝過程 由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于撥叉A來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：撥叉A的尺寸精度，形位公差精度要求都很高，就給加工帶來了困難，必須重視。 3.3 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。 選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時(shí)要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點(diǎn)為原則：a應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作粗基準(zhǔn)。b當(dāng)必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時(shí)，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準(zhǔn)。c要保證工件上某重要表面的余量均勻時(shí)，則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準(zhǔn)。d當(dāng)全部表面都需要加工時(shí)，應(yīng)選余量最小的表面作為基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠的加工余量。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進(jìn)而保證撥叉A在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉A零件圖分析可知，選擇平面作為撥叉A加工粗基準(zhǔn)。 3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進(jìn)而保證撥叉A在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉A零件圖分析可知，該零件的底平面與小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件的自由度是不夠的，它只限制了五個(gè)自由度，如果采用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，重點(diǎn)考慮的是有利于保證工件的加工精度并使裝夾更為方便。 3.4工藝路線的擬訂 對(duì)于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉A的加工的第一個(gè)工序也是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體工序是先以小頭孔左端面為粗基準(zhǔn)，粗、精加工小頭孔右端面，再以右端面為基準(zhǔn)加工小頭孔，在后續(xù)的工序安排中都是以小頭孔為基準(zhǔn)定位。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 確定工序的原則 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： （1）工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 （2）工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。而且采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。一般采用結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和專用夾具組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量較小。 3.4.2 工序的特點(diǎn) 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 （1）工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 （2）工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。一般采用結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和專用夾具組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3 加工精度的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段： （1）粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切削用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為。粗糙度為。 （2）半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為。表面粗糙度為。 （3）精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床切削用量小，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為，表面粗糙度為。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)時(shí)的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 表3.1 工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗、精銑孔上端面。 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸孔。 工序三 切斷。 工序四 粗、精銑孔兩側(cè)面 工序五 粗、精鏜孔。 工序六 銑下平面。 工序七 粗、精銑16槽。 工序八 粗銑斜平面。 工序九 檢查。 上面工序不能保證其質(zhì)量，但可以進(jìn)行精度要求不高的生產(chǎn)。 綜合考慮以上步驟，得到下面工藝路線。 表3.2 工藝路線方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗、精銑孔上端面。 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸孔。 工序三 粗、精銑孔兩側(cè)面 工序四 粗、精鏜孔。 工序五 銑下平面。 工序六 粗、精銑16槽。 工序七 粗銑斜平面。 工序八 切斷。 工序九 檢查。 雖然工序增加了工時(shí)，但是質(zhì)量大大提高了。方案一和方案二相比，方案一工藝路線在工序三就將孔鋸開，在后面的工序銑孔的兩側(cè)面的時(shí)候，對(duì)于工件的加工面減少不的工設(shè)計(jì)，但是在后面的工序中進(jìn)行的加工，特別是定位和孔的加工就有相當(dāng)大的難度，如才用方案一進(jìn)行孔的加工時(shí)，在上面的工序中已經(jīng)鋸斷，只有進(jìn)行半圓的加工。這樣的加工在一般的機(jī)床上是不保證精度的，若想要保證精度只有在數(shù)控機(jī)床上，那樣的話生產(chǎn)成本將提高了很多。方案二就解決了上述產(chǎn)生的問題，將的孔到了最后的時(shí)候才將其鋸開，這樣不僅保證了孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用的孔來作為定位基準(zhǔn)。這樣的加工可以在一般的機(jī)床上就可以進(jìn)行加工了，不僅保證了精度，還降低了生產(chǎn)成本。 由以上分析：方案二為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的加工工藝過程如表3.3。 表3.3 最終加工工藝路線 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 鑄造。 工序二 熱處理。 工序三 粗、精銑孔上端面。 工序四 鉆、擴(kuò)、鉸孔。 工序五 粗、精銑孔兩側(cè)面。 工序六 粗、精鏜孔。 工序七 銑下平面。 工序八 粗、精銑16槽。 工序九 粗銑斜平面。 工序十 切斷。 工序十一 檢查。 3.5 本章小結(jié) 通過對(duì)資料書的查閱，在這章中，主要對(duì)零件的加工工藝和在加工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，并對(duì)基準(zhǔn)面的選擇原則有了深刻的認(rèn)識(shí)。然后，針對(duì)撥叉A零件的尺寸要求和精度要求，編寫了兩個(gè)工藝路線方案。最后，對(duì)它們進(jìn)行具體的分析比較選擇其優(yōu)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 工序參數(shù)選擇、計(jì)算 4 工序參數(shù)選擇、計(jì)算 CA6140車床撥叉A，零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.0kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。 4.1 毛坯的確定 4.1.1 毛坯的工藝要求 （1）由于鑄造件尺寸精度和表面粗糙度值低，因此零件上有與其它機(jī)件配合的表面需要進(jìn)行機(jī)械加工。 （2）為了使金屬容易充滿膛摸和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直，盡量避免鑄件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 （3）鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 （4）鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 4.1.2 毛坯形狀、尺寸要求 （1）各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單。 （2）工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 （3）便于裝夾、加工和檢查。 （4）結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量及毛坯尺寸如圖4.1。 圖4.1 撥叉A毛坯 4.2 撥叉A的偏差計(jì)算 4.2.1 撥叉平面的偏差及加工余量計(jì)算 （1）側(cè)平面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表6—28。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查參考文獻(xiàn)[3]可知其粗銑為IT12。 精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表2.3—59，其余量值規(guī)定為。 鑄造毛坯的基本尺寸為，又由參考文獻(xiàn)[6]表11-19可得鑄件尺寸公差為。 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。 大頭孔兩側(cè)面的偏差及加工余量計(jì)算 （2）兩側(cè)面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表6—28。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查參考文獻(xiàn)[3]可知其粗銑為IT12。 精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表2.3—59，其余量值規(guī)定為。 鑄造毛坯的基本尺寸為，又由參考文獻(xiàn)[6]表11-19可得鑄件尺寸公差為。 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。 4.2.2 大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算 參照參考文獻(xiàn)[3]表2.2—2、2.2—25、2.3—13和參考文獻(xiàn)[5]表1—8，可以查得：孔： 鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是 擴(kuò)孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是 鉸孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是 根據(jù)工序要求，小頭孔分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序，各工序余量如下： 鉆孔 參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該組孔的工藝是：鉆——擴(kuò)——鉸 鉆孔： 擴(kuò)孔： （Z為單邊余量） 鉸孔： （Z為單邊余量） 鏜孔 加工該組孔的工藝是：粗鏜——精鏜 粗鏜： 孔，參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3-48,其余量值為； 精鏜： 孔，參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3-48,其余量值為； 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 孔毛坯基本尺寸為：； 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.2-2可得鍛件加工該孔經(jīng)濟(jì)精度為IT9。 孔毛坯名義尺寸為：； 粗鏜工序尺寸為： 精鏜工序尺寸為： 從而達(dá)到要求。 4.2.3 粗、精銑槽 參照參考文獻(xiàn)[5]表21—5，得其槽邊雙邊機(jī)加工余量2Z=2.0mm，槽深機(jī)加工余量為2.0mm，再由參照參考文獻(xiàn)[5]表21—5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。 槽的毛坯為一個(gè)整體： 粗銑兩邊工序尺寸為： 粗銑槽底工序尺寸為：6 精銑兩邊工序尺寸為：，已達(dá)到其加工要求：。 4.3 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 4.3.1 工序1：粗、精銑孔上平面 （1）粗銑孔上平面 加工條件 工件材料； HT200，鑄造。 機(jī)床：X52K。 查參考文獻(xiàn)[5]表30—34 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表30—34，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式（4.1） 式中 V—銑削速度； d—刀具直徑。 代入式（4.1）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2—81, 切削工時(shí) 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 式（4.2） 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑孔上平面 加工條件 工件材料； HT200，鑄造。 機(jī)床： X52K。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—31 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—31，取 銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表30—31，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—31 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí) 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 4.3.2 工序2：加工孔到要求尺寸 工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。 （1）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[5]表28—3，，，故 查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由表28-5，，故 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28—31，。根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28—33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度，有： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28—36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說明書，取。 2）確定切削速度及 由參考文獻(xiàn)[5]表28—39，取。由參考文獻(xiàn)[5]表28—3，得修正系數(shù) ， 故 查Z535說明書，取，實(shí)際鉸孔速度 切削工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度， 式（4.3） 由式（4.3）得 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是： 4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下： 鉆孔：，，， 擴(kuò)孔：，，， 鉸孔：，，， 4.3.3 工序3 粗、精銑兩側(cè)面 （1）粗銑兩側(cè)面 機(jī)床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]》表2.4—81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—81, 切削工時(shí) 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 式（4.4） 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑兩側(cè)面 機(jī)床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4—81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—31 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí) 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 4.3.4 工序4 粗、精鏜孔 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： （1）粗鏜孔 切削深度：，毛坯孔徑。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]》表2.4—66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4—9取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—41取 實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精鏜孔 切削深度：，半精鏜后孔徑 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4—9，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí) 4.3.5 工序5：粗、精銑下平面 （1）粗銑下平面 工件材料: HT200，鑄造。 加工要求：粗銑下平面。 機(jī)床：立式銑床X52K。 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4—81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—81, 切削工時(shí) 被切削層長度：由毛坯尺寸可知。 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑下平面 加工條件 工件材料: HT200，鑄造。 加工要求：粗銑下平面。 機(jī)床：立式銑床X52K。 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4—81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—31 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí) 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 4.3.6 工序6：粗、精銑槽 （1）粗銑16槽 機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 機(jī)床：X52K 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—33得： 刀具：整體直齒銑刀 Z=20 D=100 查參考文獻(xiàn)[3]表2.4-76得： 進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—32查得切削速度， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.4）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =52mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑16槽 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—33得 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—76查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表30—32查得切削速度， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =52mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 4.3.7 工序7 粗銑斜平面 加工條件 工件材料； HT200，鑄造。 機(jī)床：X52K。 查參考文獻(xiàn)[5]表30—34 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表30—34，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)零件圖可知 切削工時(shí) 被切削層長度：由毛坯尺寸可知。 刀具切入長度： 式（4.5） 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 4.3.8 工序8 銑斷 機(jī)床： 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.4—12選細(xì)齒鋸片銑刀 D=100 L=4 d=22 Z=80 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—76查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—23查得切削速度。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得 查參考文獻(xiàn)[3]3.1—74 取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 由式（4.6） =52mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 4.4 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該撥叉A的年產(chǎn)量為5000件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于21件。設(shè)每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于22.8min。 參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為： （大量生產(chǎn)時(shí)） 式（4.7） 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為： 式（4.8） 其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間） —輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 —布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值 4.4.1 粗、精銑孔上平面 粗加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 精加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—48， 單間時(shí)間定額，由式（4.8）有： 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 4.4.2 鉆、擴(kuò)、鉸孔 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—43， 單間時(shí)間定額：由式（4.8）得 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求 4.4.3 粗、精銑兩側(cè)面 粗加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 精加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—48， 單間時(shí)間定額，由式（4.8）有 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 4.4.4 粗、精鏜孔 （1）粗鏜孔 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—39， 單間時(shí)間定額，由式（4.8）有： 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 （2）精鏜孔到要求尺 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—39， 單間時(shí)間定額，由式（4.7）得 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 4.4.5 粗、精銑下平面 粗加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 精加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—48， 單間時(shí)間定額，由式（4.8）有： 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 4.4.6 粗、精銑槽 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—48， 單間時(shí)間定額，由式（4.8）有： 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 4.4.7 粗銑斜平面 粗加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—45，取工步輔助 間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—48， 單間時(shí)間定額，由式（4.8）有： 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 4.4.8 銑斷 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5—45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5—48， 單間時(shí)間定額，由式（4.8）有： 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 4.5 本章小結(jié) 本章主要講述的是毛坯零件尺寸的確定、加工工時(shí)計(jì)算和時(shí)間定額計(jì)算。它主要是保證零件在加工時(shí)能夠有足夠的余量進(jìn)行粗、精加工保證精度，同時(shí)，對(duì)在加工中所需的機(jī)床、刀具等都進(jìn)行選擇。再查閱工具書確定切削進(jìn)給量、機(jī)床轉(zhuǎn)速等進(jìn)行計(jì)算工時(shí)，將所計(jì)算的各結(jié)果填寫到相應(yīng)的工序卡片中，并與所給的任務(wù)書進(jìn)行用量比較，看能否完成加工。經(jīng)過上文的計(jì)算分析所選的刀具、機(jī)床等都能達(dá)到生產(chǎn)要求，將進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 5 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 為了達(dá)到提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。在加工車床撥叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，雖然該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。但是由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點(diǎn)。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，支承釘采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。 5.1問題的提出 利用本夾具主要用來鏜加工孔。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對(duì)底孔有位置度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：孔的軸線與底孔有位置度要求，在對(duì)孔進(jìn)行加工前，小頭孔進(jìn)行了粗、精加工。因此，選底孔為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）來滿足位置度公差要求。 孔的軸線間有位置公差，選擇小頭孔左端面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鏜模，從而滿足孔軸線間的位置度公差要求。工件定位用小頭孔、大頭孔端面和大頭孔的側(cè)面定位來定位。 如圖5.1： 圖5.1 鏜孔定位 5. 3 夾具方案的確定 設(shè)計(jì)專用夾具的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等的技術(shù)要求能夠得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，應(yīng)該使所設(shè)計(jì)的專用夾具在加工過程中裝夾方便，有較高的生產(chǎn)效率。因此，我設(shè)計(jì)了兩個(gè)夾具方案以供選擇，其方案如下： （1）夾具設(shè)計(jì)方案一 在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經(jīng)加工過。因此，我選擇小頭孔用長心軸定位，以大小頭孔的左端面為定位面，并在大頭孔的下方用一檔銷定位，以實(shí)現(xiàn)典型的一面兩銷定位。在大小頭孔之間用一個(gè)移動(dòng)壓板壓在連接板上，實(shí)現(xiàn)夾緊。并選用固定鏜套作為刀具的導(dǎo)向裝置。 （2）夾具設(shè)計(jì)方案二 在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經(jīng)加工過。在小頭孔用一長銷定位，以小頭孔的左端面作為定位面，在大頭孔下方用一定位塊作為檔銷以實(shí)現(xiàn)一面兩銷定位。在小頭孔的心軸右端用一個(gè)帶肩的螺母和開口墊圈作為壓緊，在加工處用一輔助支撐以抵消加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力。 （3）方案的比較分析 上述兩個(gè)夾具方案的特點(diǎn)在于：它們都采用了典型的一面兩銷定位，它們的不同之處在于，方案一是以兩個(gè)平面同時(shí)作為一個(gè)定位面，采用移動(dòng)壓板作為夾緊機(jī)構(gòu)。方案二是以定位環(huán)作為定位面，在心軸上加一個(gè)螺母進(jìn)行了夾緊，在加工處用一螺釘作為輔助支撐。通過對(duì)它們的比較方案一以兩個(gè)不同的平面同時(shí)作為定位面，如果那兩個(gè)平面在加工的時(shí)候，出現(xiàn)了加工誤差，則在以這兩個(gè)面作為定位面進(jìn)行孔的加工會(huì)出現(xiàn)受力不均的情況，使工件受較大的外力而變形。而方案二用一個(gè)定位環(huán)作為定位面就解決了這個(gè)問題，因此，我選擇方案二作為加工本工序的專用夾具。 如圖5.2： 圖5.2 夾具方案 5. 4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以兩個(gè)平面定位，要求保證孔軸線與端面間的尺寸公差以及孔軸線與底孔的位置度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 由于本工序的加工是以心軸定位,工件孔和心軸的誤差可分為以下兩種:一是工件以圓孔在過盈配合圓柱心軸上定位,所以定位副之間無徑向間隙,也即這時(shí)不存在徑向基準(zhǔn)位移誤差(,)。工件在軸線方向上的軸向定位誤差，則可利用夾緊力加以控制。由此可見，過盈配合圓柱心軸的定位精度是相當(dāng)?shù)母?。二是以圓孔在間隙配合圓柱心軸上定位，根據(jù)心軸放置位置的不同，有不同情況。在設(shè)計(jì)中，是將心軸水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此，有徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下，定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸母線接觸。故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅在Z軸方向，且向下。 如圖5.3： 圖5.3 定位分析 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： 定位誤差（兩個(gè)垂直平面定位）： （式5.1） 式中 ——定位副間的最小配合間隙； ——工件圓孔直徑公差； ——心軸外圓直徑公差， 由（式5.1） 可知， （1）夾緊誤差： （式5.2） 其中接觸變形位移值： （式5.3） （2） 磨損造成的加工誤差：通常不超過 （3） 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5. 5 切削力及夾緊力的計(jì)算 鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀） 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得： 圓周切削分力公式： （式5.4） 式中 ——圓周切削分力； ——背吃刀量； ——修正系數(shù)； f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。 式中 （式5.5） 式中 ——考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù)； ——考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。 查參考文獻(xiàn)[10]表得： 取 由參考文獻(xiàn)[10]表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： （式5.6） 式中 ——徑向切削分力； ——背吃刀量； ——修正系數(shù)； f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： （式5.7） 式中 ——軸向切削分力； ——背吃刀量； ——修正系數(shù)； f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： （式5.8） 式中 ——實(shí)際所需夾緊力； ——在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力； ——安全系數(shù)。 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算， （式5.9） 式中 ——加工性質(zhì)； ——刀具鈍化程度； ——切削特點(diǎn)； ——夾緊力的穩(wěn)定性； ——手動(dòng)夾緊時(shí)的手柄位置； ——僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面接觸的情況。 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[10]表可得： 粗鏜：代入（式5.9）得 所以，由（式5.8）有： 精鏜：代入（式5.9）得 所以，有： 鏜削產(chǎn)生的圓周切削分力由定位塊和夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力平衡。 查表可得： 所以， （式5.10） 因此，所需的夾緊力為4668N，由于螺母產(chǎn)生的夾緊力，所以，，且還有定位塊可以作為支承，因此，滿足要求。 鏜削產(chǎn)生的徑向切削分力為 由于有定位塊、心軸和由夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于F。 鏜削產(chǎn)生的軸向切削分力為 由于有輔助支承和定位環(huán)作為軸向分力的支承，它所產(chǎn)生的支承力。 由上面的計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，滿足設(shè)計(jì)要求。 5.6 鏜床夾具的分析 用鏜模鏜孔時(shí),工件的加工精度可以不受鏜床精度的影響,而由鏜模的精度來保證。機(jī)床的主軸和鏜桿采用浮動(dòng)聯(lián)接,機(jī)床只是提供鏜桿的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力。鏜模的結(jié)構(gòu)類型主要取決于導(dǎo)向的設(shè)置，導(dǎo)向的設(shè)置不僅是考慮加工孔的位置精度，更重要的是考慮加工時(shí)鏜桿的剛度。因此以加工情況設(shè)置導(dǎo)向使鏜桿獲得高的支承剛度。 鏜桿在鏜模中只有一個(gè)位于刀具前面或后面的鏜套導(dǎo)向。這時(shí)鏜桿與機(jī)床主軸采用剛性聯(lián)接，鏜桿的一端直接插入機(jī)床主軸的莫式錐孔中，并使鏜套的軸線與主軸軸線重合。這項(xiàng)調(diào)整比較困難，機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度會(huì)影響鏜孔精度。因此，只適用于小孔和短孔。 采用雙支承導(dǎo)向的鏜模。鏜桿與機(jī)床主軸采用浮動(dòng)聯(lián)接。所鏜的孔的位置精度主要取決于鏜模架上鏜套的位置精度，因此兩鏜套的同軸度要求很高。 在本設(shè)計(jì)中，由于鏜的空的直徑比較的大為的，因此，在設(shè)計(jì)鏜模時(shí)，采用雙支承導(dǎo)向的鏜模。 固定鏜套的支架稱為鏜模架，一般用鑄鐵鑄造。鏜模應(yīng)設(shè)計(jì)成單獨(dú)體不要設(shè)計(jì)與夾具底座設(shè)計(jì)成一體，更不要與夾緊裝置用支架相聯(lián)接。這樣便于制造，更重要的是有利于位置精度的獲得及避免其他因素對(duì)鏜模架精度的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意剛度設(shè)計(jì)。鏜模架用螺釘和銷釘固定在夾具底座上，并保證有足夠的接觸剛度，螺釘?shù)闹睆?、?shù)量、分布要合理。 鏜模架不宜用焊接結(jié)構(gòu)，以避免內(nèi)應(yīng)力引起蠕變而失去精度。還要注意，不允許鏜模架承受夾緊反力。 其鏜模架如下圖5.4： 圖5.4 鏜模架 5.7 本章小結(jié) 通過本工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)，使我對(duì)鏜夾具有了較大的認(rèn)識(shí)，對(duì)鏜床夾具的特點(diǎn)及主要類型有了深刻的了解。在這個(gè)設(shè)計(jì)中所主要保證的精度是的內(nèi)孔精度和它的位置度要求，通過對(duì)孔的精度進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了兩套定位方案進(jìn)行了誤差的分析，選擇比較的好進(jìn)行了下一步的夾具設(shè)計(jì)。本套夾具的定位主要是一面兩銷定位，用心軸限制了四個(gè)自由度，一個(gè)檔銷限制了一個(gè)自由度，定位環(huán)限制了一軸向移動(dòng)。通過用一面兩銷定位，既保證了零件的加工精度，零件的裝夾也相當(dāng)?shù)姆奖?。而且專用夾具的結(jié)構(gòu)，夾緊又相當(dāng)?shù)暮唵危瑢?duì)設(shè)計(jì)帶來了最大的方便，又降低了工件生產(chǎn)成本。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 銑側(cè)面夾具設(shè)計(jì) 6 銑側(cè)面夾具設(shè)計(jì) 根據(jù)零件的加工要求得，需要設(shè)計(jì)加工銑兩側(cè)面夾具。銑兩側(cè)面夾具將用于組合機(jī)床，刀具為兩把硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)撥叉叉的左右兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。 本夾具主要用來粗、精銑撥叉叉口左右側(cè)面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗精、銑左右側(cè)面時(shí)，左右側(cè)面有尺寸要求，左右側(cè)面與孔軸線分別有垂直度的要求。以及左右側(cè)面均有表面粗糙度要求。本道工序僅是對(duì)左右側(cè)面進(jìn)行粗、精加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。